JPH08309156A

JPH08309156A - 中空糸膜モジュールの組立方法

Info

Publication number: JPH08309156A
Application number: JP12143495A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Doi; 正一土井
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】太いモジュールでも、接着剤による膜面積減
少の少ない遠心接着による中空糸膜モジュールの組立方
法を提供する。【構成】遠心半径に１本の中空糸膜モジュールを固定
して接着する中空糸膜モジュールの組立方法において、
上記中空糸膜束が移動しないように固定されており、各
ケースの片端ずつを遠心接着したのち、引き続きそれぞ
れのケースの向きを変えて残端部を遠心接着する事を特
徴とする中空糸膜モジュールの組立方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超純水の製造など液体
分離用として用いられる中空糸膜モジュール、特に太く
て短いモジュールの組立に有用な組立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体分離用中空糸膜モジュールは、最近
では、大量の半導体製造用超純水を供給するため、特に
１モジュールあたりの造水能力を高く要求されることが
多く、モジュールの大型化、特に太径化が進んでいる。
この傾向は今後さらに進んでゆくことが予想されてい
る。従ってモジュールについては可能な限りの膜面積の
有効利用が要求される。モジュールの組立に当たっては
中空糸膜の束をケースに挿入し中空糸膜とケースの隙間
をエポキシ樹脂などで接着したあと該接着部において切
断して中空糸膜を開口させる方法が知られており、接着
に当たっては遠心接着が広く用いられている。図３に従
来の遠心接着方法、図４ａにその方法で得られたモジュ
ールの接着面を示した。遠心接着する場合接着界面は遠
心半径に応じて丸みを帯びる。したがって図４ｂのよう
に太いモジュールにおいては樹脂の厚みがかなり大きく
なる部分がでてくるため、膜面積が低下してしまう。こ
れを防止するためには図５のように遠心半径を倍に広
げ、半径において一本のモジュールを接着すればよい。
この方法は特開昭５７−５９５４６号公報、特開昭５９
−１５０５０３号公報に開示されている。

【０００３】しかしながら、この方法では、中空糸膜の
材質、密度、ディメンジョン、コシの強さ、液体等の含
浸、湿潤の程度等の条件によっては中空糸膜が遠心力で
外側にずれてしまい中空糸膜が曲がってしまったり、束
が遠心力で外側に縮んでしまったため後から接着する側
の接着ができない等という問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解決した上で、太いモジュールでも接着剤に
よる膜面積減少の少ない遠心接着による中空糸膜モジュ
ールの組立方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題の
解決のため鋭意研究の結果本発明をなすに至った。即
ち、本発明は、遠心半径に１本の中空糸膜モジュールを
固定して接着する中空糸膜モジュールの組立方法におい
て、上記中空糸膜束が移動しないように固定されてお
り、各ケースの片端ずつを遠心成形したのち、引き続き
それぞれのケースの向きを変えて残端部を遠心接着する
事を特徴とする中空糸膜モジュールの組立方法に関す
る。

【０００６】中空糸膜束が移動しないように固定する方
法は、いくつかの方法が考えられる。まず第１は、中空
糸膜束の回転中心に近い端部を回転体に固定する方法で
ある。固定する方法は、ベルト、テープ等従来公知の方
法が使用できる。また、直径にて２本のモジュールを組
み立てる場合は、２つの糸束を紐でつないでおく事でも
可能である。

【０００７】中空糸膜束が移動しないように固定するそ
の他の好ましい方法は、少なくとも円筒状ケース２本分
及び接着用治具しろ４つ分の長さの中空糸膜束を円筒状
ケース２本に挿入する方法であり、各ケースの片端（以
下、Ａ端部という）ずつを遠心接着したのち、中空糸膜
束の中央で切断し、引き続きそれぞれのケースの向きを
変えて残端部（以下、Ｂ端部という）を遠心接着する方
法である。

【０００８】この場合を図を用いてさらに詳細に説明す
る。図１のように、少なくとも円筒状ケース（２）２本
分及び接着用治具しろ４つ分の長さの中空糸膜束（１）
を用いる。円筒状ケース（２）の長さは２本とも大体同
じであることが好ましい。長さが違うと遠心接着の際バ
ランスが違い接着に支障を来すことがある。接着用治具
しろの長さは中空糸膜束開口部の目止め方法、接着用樹
脂注入方法等によって変わる。中空糸膜束の長さは余分
にあってもよく、その場合は後で中空糸膜の中央で切断
した後で所定の長さに調整する。該中空糸膜束（１）を
円筒状ケース（２）２本に挿入し遠心接着機の回転体
（３）にセットする。両端部は、中空糸膜開口部を封止
したり整束するなどの処理を必要に応じて実施したのち
接着用治具（４）をそれぞれの端部に取り付けエポキシ
樹脂などを供給して遠心接着を行う。円筒状ケース
（２）には通常ノズル（２１）がついているがその向き
は水平方向か垂直方法のいずれかを選択することがモジ
ュールの対称性の上で好ましい。

【０００９】本発明では長い中空糸膜束（１）の中心部
が遠心接着の回転中心になっているため従来法のように
束が流れてしまうことなく２本のモジュールの片端の接
着ができる。こうして片端の接着ができたら中空糸膜束
の長さの中央部で切断する。遠心接着機との取り合いの
関係から必要に応じて中空糸膜束を再切断して中空糸膜
開口部目止及び整束等の処理を実施した後、接着用治具
（４）を取り付ける。図２のように、モジュールを反転
して遠心接着機の回転体（３）に取り付け遠心接着を行
う。

【００１０】一方さらに生産性を高めるために、図７の
ようにモジュールを２本並行に並べて遠心接着すること
も考えられるが、太いモジュールでは、膜面積の減少が
著しい。ところが、図６に示すように、遠心半径に２本
のモジュールを平行に並べることで膜面積の減少を最小
限に抑えられる。即ち、円筒状ケースに挿入した中空糸
膜束を２ないしそれ以上並行して並べ遠心接着を行うこ
とは、本発明の好ましい態様の一つである。

【００１１】なお、いずれの方法においても使用する中
空糸膜の種類に制約はなく、従来公知の中空糸膜素材、
たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロ
ニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ
ふっ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリイミ
ド、ポリアミド等が使用できる。また、複合膜でも良
い。中空糸膜径、中空糸膜束の太さについても制約はな
い。また、乾燥状態、水やグリセリン等の溶媒で湿潤し
た状態いずれでも使用可能であるが、特に後者において
効果的である。

【００１２】

【実施例】以下実施例でさらに具体的に説明する。な
お、モジュール透水量は、平均圧が１Ｋｇ／ｃｍ²かか
った状態で２５℃の純水を内圧ろ過し１時間に得られる
濾水量をいう。

【００１３】

【実施例１】内径０．７５ｍｍ、外径１．３５ｍｍの水
で湿潤したポリアクリロニトリル製中空糸膜２４００本
の束を全長が４２０ｍｍになるように切断し、内径７７
ｍｍ、外径８９ｍｍ、長さ１５０ｍｍの透明ポリカーボ
ネート製の円筒状ケース２本に挿入した。両端部はケー
スから２５ｍｍずつ出し、ケース間は７０ｍｍであっ
た。中空糸膜束の両開口端部を石膏で目止めした後、図
１に示すように遠心接着機の回転体に固定した。回転中
心を中空糸膜束中心とし、回転速度５００ｒｐｍ（端部
遠心力５０Ｇ）、雰囲気温度３５℃でエポキシ樹脂を各
モジュールのＡ端部に遠心力で注入した。樹脂の流動性
がなくなったところで中空糸膜束の中央で切断し２本の
モジュールを切り離した。未接着部の中空糸膜束をさら
に１０ｍｍ切断してから石膏で目止めした。図２に示す
ようにモジュールを反転してＢ端部の接着を行った。こ
の時Ａ端部の注入治具はホースをキャップとの付け根で
切り落とした。遠心接着条件はＡ端部と同じであった。
硬化後モジュール透水量は２本とも１７０リットルであ
った。

【００１４】

【比較例１】実施例１で用いた中空糸膜の中空糸膜束長
を１５０ｍｍとし、実施例１で用いたのと同じ長さ１５
０ｍｍのケースに挿入し両端を２５ｍｍずつ出し、中空
糸膜束の両端開口部を石膏で目止めした。図３のように
回転中心をモジュール中心に置き回転速度７００ｒｐ
ｍ、雰囲気温度３５℃でエポキシ樹脂を供給した。硬化
後モジュール透水量は１６０リットルであり、実施例１
より約６％低下していた。これは、樹脂界面の上昇によ
る有効膜面積の減少に起因する。

【００１５】

【実施例２】内径０．７５ｍｍ、外径１．３５ｍｍの水
で湿潤したポリアクリロニトリル製中空糸膜５６００本
の束を全長が２３４０ｍｍになるように切断し、内径１
２８ｍｍ、外径１４０ｍｍ、長さ１０７０ｍｍのポリ塩
化ビニル製のケース２本に挿入した。両端部はケースか
ら３０ｍｍずつ出し、ケース間は８０ｍｍであった。中
空糸膜束の両開口端部を石膏で目止めした後、図１に示
すように遠心接着機の回転体に固定した。回転中心を中
空糸膜束中心とし、回転速度１９５ｒｐｍ、雰囲気温度
３５℃でエポキシ樹脂を各モジュールのＡ端部に遠心力
で注入した。樹脂の流動性がなくなったところで中空糸
膜束の中央で切断し２本のモジュールを切り離した。未
接着部の中空糸膜束をさらに１０ｍｍ切断してから石膏
で目止めした。図２のようにモジュールを反転してＢ端
部の接着を行った。この時注入治具はホースをキャップ
との付け根で切り落とした。遠心接着条件はＡ端部と同
じであった。硬化後モジュール透水量は３０５０リット
ルであった。。

【００１６】

【比較例２】実施例２で用いた中空糸膜で中空糸膜束長
を１１３０ｍｍとし、長さ１０７０ｍｍのケースに挿入
し両端を３０ｍｍずつ出し、中空糸膜束の両端開口部を
石膏で目止めしたものを２本用意した。図５に示すよう
に遠心接着機の回転体にセットした後、回転中心を両ケ
ース間で両ケース端より４０ｍｍ、回転速度１９５ｒｐ
ｍ、雰囲気温度３５℃で各モジュールのＡ端部にエポキ
シ樹脂を遠心力で注入した。遠心接着中に中空糸膜束が
Ａ端部側によってしまい、Ａ端部側の接着面の糸束が曲
がって外観が悪いだけでなく、Ｂ端部の接着ができなく
なってしまった。

【００１７】

【実施例３】実施例１の中空糸膜５６００本の束を全長
が２３４０ｍｍになるように切断し、内径１２８ｍｍ、
外径１４０ｍｍ、長さ１０７０ｍｍのポリ塩化ビニル製
のケース２本に挿入した。両端部はケースから３０ｍｍ
ずつ出し、ケース間は８０ｍｍであった。この組み合わ
せを２セット用意しそれぞれ中空糸膜束の両開口端部を
石膏で目止めした後、図６に示すように遠心接着機の回
転体に２セットを並行にぴったりくっつけて固定した。
ケースには両端部にノズルがありお互いに反対方向を向
いたものを使用したため各モジュールとも１ノズルは上
を向き、１ノズルは下を向いていた。回転中心を中空糸
膜束長さの中心線上かつ２セットの中心とし、回転速度
１９５ｒｐｍ、雰囲気温度３５℃でエポキシ樹脂を各モ
ジュールのＡ端部に遠心力で注入した。樹脂の流動性が
なくなったところで中空糸膜束の中央で切断し２本のモ
ジュールを切り離した。未接着部の中空糸膜束をさらに
２０ｍｍ切断してから石膏で目止めした。モジュールを
反転してＢ端部の接着を行った。この時Ａ端部の注入治
具はホースをキャップとの付け根で切り落とした。遠心
接着条件はＡ端部と同じであった。硬化後モジュールを
解体してみたが、樹脂厚みの高低差は５ｍｍであった。
２本並列で接着できるので生産性が２倍になった。

【００１８】

【比較例３】実施例１の中空糸膜５６００本の束を全長
が１１３０ｍｍになるように切断し、内径１２８ｍｍ、
外径１４０ｍｍ、長さ１０７０ｍｍのポリ塩化ビニル製
のケース１本に挿入したものを２本用意した。両端部は
ケースから３０ｍｍずつ出した。中空糸膜束の両開口端
部を石膏で目止めした後、図７に示すように遠心接着機
の回転体に２本を並行にぴったりくっつけて固定した。
ケースには両端部にノズルがありお互いに反対方向を向
いたものを使用したため各モジュールとも１ノズルは上
を向き、１ノズルは下を向いていた。回転中心を中空糸
膜束長さの中心線上かつ２セットの中心とし、回転速度
２８０ｒｐｍ、雰囲気温度３５℃でエポキシ樹脂を各モ
ジュールの両端部に遠心力で注入した。樹脂の流動性が
なくなったところで、注入治具はホースをキャップとの
付け根で切り落とした。硬化後モジュールを解体してみ
たが、樹脂厚みの高低差は１８ｍｍであった。

【００１９】

【発明の効果】本発明により、太いモジュールでも接着
剤による膜面積減少を少なくし、モジュールの透水性能
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の組立方法において、Ａ端部の接着工程
を示す図である。

【図２】本発明の組立方法において、Ｂ端部の接着工程
を示す図である。

【図３】従来の組立方法の例（一本の場合）を示す図で
ある。

【図４】ａは、モジュールの樹脂界面の例を示す図であ
る。ｂは、太いモジュールの樹脂界面の例を示す図であ
る。

【図５】従来の組立方法の例（二本の場合）を示す図で
ある。

【図６】本発明の組立方法の例（並行接着の場合）を示
す図である。

【図７】従来の組立方法の例（並行接着の場合）を示す
図である。

【符号の説明】

１中空糸膜束２円筒状ケース３遠心接着機の回転体４接着治具２１ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】遠心半径に１本の中空糸膜モジュールを
固定して接着する中空糸膜モジュールの組立方法におい
て、上記中空糸膜束が移動しないように固定されてお
り、各ケースの片端ずつを遠心接着したのち、引き続き
それぞれのケースの向きを変えて残端部を遠心接着する
事を特徴とする中空糸膜モジュールの組立方法。
【請求項２】中空糸膜束が移動しないように固定する
方法が、中空糸膜束の回転中心に近い端部を回転体に固
定する方法である事を特徴とする請求項１記載の中空糸
膜モジュールの組立方法。
【請求項３】中空糸膜束が移動しないように固定する
方法が、少なくとも円筒状ケース２本分及び接着用治具
しろ４つ分の長さの中空糸膜束を円筒状ケース２本に挿
入する方法であり、各ケースの片端ずつを遠心接着した
のち、中空糸膜束の中央で切断し、引き続きそれぞれの
ケースの向きを変えて残端部を遠心接着することを特徴
とする請求項１記載の中空糸膜モジュールの組立方法。
【請求項４】円筒状ケースに挿入した中空糸膜束を２
以上並行して並べ遠心接着を行うことを特徴とする請求
項１記載の中空糸膜モジュールの組立方法。